Dodano: 04 czerwiec 2019r.

Transgeniczny grzyb z genami pająka zabija komary z 99 proc. skutecznością

Amerykańscy naukowcy stworzyli transgenicznego grzyba, który skutecznie zabija komary przenoszące malarię. Zmodyfikowany genetycznie grzyb wytwarza toksynę produkowaną przez pająki. W testach polowych grzyb w ciągu miesiąca zredukował populację komarów o około 99 proc.

Martwe komary

 

Transgeniczny grzyb został zmodyfikowany przez naukowców z University of Maryland przy współpracy z uczonymi z instytutu badawczego IRSS w Burkina Faso. Po ingerencji naukowców grzyb wytwarza śmiertelną dla komarów neurotoksynę produkowaną przez pająki i może stanowić przełom w walce z malarią.

Według Światowej Organizacji Zdrowia malaria każdego roku dotyka setki milionów ludzi na całym świecie. Ponad 400 000 ludzi rocznie umiera z tego powodu. Mimo stosowanych od dziesięcioleci środków owadobójczych nie zdołano pozbyć się komarów przenoszących pasożyta malarii. Co gorsze, insektycydy doprowadziły do ​​wytworzenia odporności na te środki wśród wielu szczepów komarów. W odpowiedzi naukowcy rozpoczęli prace nad innymi strategiami walki z komarami.

 

Na łamach „Science” ukazała się publikacja, w której uczeni z USA i Burkina Faso przedstawiają wyniki testów ze zmodyfikowanym grzybem. Próby zostały przeprowadzone w symulowanym otoczeniu wsi w Burkina Faso w Afryce Zachodniej. Badacze w porozumieniu z miejscowymi władzami postawili namiot MosquitoSphere o powierzchni blisko dwóch kilometrów kwadratowych, w którym umieścili chaty, zbiorniki z wodą, rośliny i oczywiście pożywienie dla komarów.

Naukowcy przyglądali się gatunkowi grzyba - Metarhizium pingshaense, który naturalnie infekuje i zabija owady, w tym komary przenoszące malarię. Jego naturalna wersja nie jest szczególnie szybka w uśmiercaniu owadów, co oznacza, że ​​komary mogą zdążyć zarazić kogoś malarią, zanim spotkają się z śmiercią. Grzyb ten od wieków używany jest do zwalczania różnych szkodników.

Zespół badaczy podrasował grzyba. Badacze zmodyfikowali go tak, by ten wytwarzał toksynę pochodzącą z jadu pająka Hadronyche versuta, który zamieszkuje Góry Błękitne w Australii. Toksyna pająka nazywana Hybrid, zabija komary znacznie szybciej, szybciej niż te mogą się rozmnażać. Toksyna ta została zatwierdzona w USA przez Environmental Protection Agency do bezpośredniego stosowania na uprawach, jako środek owadobójczy.

- Po spryskaniu transgenicznym grzybem tkaniny, którą następnie rozwiesiliśmy na ścianie w naszym obszarze badań, zauważyliśmy, że populacja komarów załamała się w ciągu 45 dni - powiedział Brian Lovett z University of Maryland, główny autor artykułu. – Grzyb jest również skuteczny w zabijaniu komarów, które wykształciły odporność na środki owadobójcze – dodał.

- Wykazaliśmy, że skuteczność grzybów transgenicznych jest o wiele lepsza niż tych typu dzikiego, co uzasadnia dalszy rozwój naszych badań – podkreślił Raymond St. Leger, współautor badań. - Możesz myśleć o zmodyfikowanym genetycznie grzybie jak o igle do iniekcji podskórnej, której używamy do dostarczania do komara silnej toksyny -  dodał St. Leger.

Obfitość gatunków komarów przenoszących malarię utrudnia wysiłki na rzecz opanowania choroby. Nie wszystkie gatunki reagują na te same metody. Tymczasem transgeniczny grzyb infekuje niemal wszystkie. Jest też bezpieczny dla innych owadów, jak chociażby pszczół miodnych, co wykazały testy.

- Szczep, z którym pracujemy, bardzo lubi komary. Gdy tylko grzyb wykryje, że jest na komarze, przenika przez naskórek i wnika do wnętrza owada – zaznaczył St. Leger.

Namiot MosquitoSphere podzielono na trzy komory. Podczas testów, jeden z zestawów eksperymentów polegał na zawieszeniu na ścianach chat czarnych tkanin bawełnianych pokrytych olejem sezamowym. Jedna tkanina była pokryta olejem zmieszanym z transgenicznym grzybem, inna samym olejem sezamowy, jeszcze inna olejem zmieszanym z naturalnie występującą wersją grzyba, czyli bez modyfikacji genetycznych. Następnie wypuszczono 1000 dorosłych samców i 500 dorosłych samic komarów do każdej komory MosquitoSphere, aby stworzyć populacje hodowlane. Przez następne 45 dni codziennie liczono populację komarów.

W komorze zawierającej tkaninę z grzybem transgenicznym populacja komarów gwałtownie spadła. Po 45 dniach zostało jedynie 13 dorosłych komarów. W komorze z tkaniną nasączoną grzybem niezmodyfikowanym genetycznie badacze po 45 dniach doliczyli się 455 komarów, a w komorze gdzie nie było w ogóle grzyba było 1396 komarów. Ten eksperyment był przeprowadzany wiele razy i kończył się podobnymi wynikami.

W doświadczeniach prowadzonych w laboratorium uczeni wykazali, że samice zakażone grzybem transgenicznym złożyły zaledwie 26 jaj, z których tylko trzy rozwinęły się w dorosłe komary. Niezakażone samice złożyły 139 jaj, co dało 74 dorosłych.

Zdaniem naukowców niezwykle ważne jest, aby nowe technologie przeciwmalaryczne, takie jak testowane w tym badaniu, były łatwe do wykorzystania przez lokalne społeczności. Czarne bawełniane prześcieradła i olej sezamowy są stosunkowo niedrogie i łatwo dostępne lokalnie. Praktyka nie wymaga również od ludzi zmiany zachowania, ponieważ grzyb może być stosowany w połączeniu z pestycydami, które są obecnie powszechnie stosowane.

- Przestrzegając ściśle protokołów EPA i Światowej Organizacji Zdrowia, współpracując z władzami centralnymi i lokalnymi w celu spełnienia ich kryteriów i współpracując z lokalnymi społecznościami w celu uzyskania akceptacji, przełamaliśmy barierę - powiedział Lovett. - Nasze wyniki będą miały szerokie implikacje dla każdego projektu proponującego skalowanie nowych, złożonych i potencjalnie kontrowersyjnych technologii zwalczania malarii – dodał.

Choć metoda przedstawiona przez naukowców wydaje się być skuteczna, to wykorzystanie inżynierii genetycznej budzi obawy o bezpieczeństwo. Niektórzy obawiają się, że uwolnienie genetycznie zmodyfikowanego organizmu do środowiska naturalnego może spowodować nieprzewidziane problemy.

 

Źródło: University of Maryland, fot. ellsworth.af.mil